UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA

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PROCESOS PROCESOS QUIMICOS QUIMICOS

INDUSTRIALESINDUSTRIALESSESION 4SESION 4

GUATEMALA, PRIMER CICLO GUATEMALA, PRIMER CICLO 20062006

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOSDISEÑO DE PROCESOS QUIMICOSESTUDIO DE CASO: ESTUDIO DE CASO:

PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO A ALCOHOL ETILICOA ALCOHOL ETILICO

• En el proceso agua y etileno se mezclan con En el proceso agua y etileno se mezclan con un un reciclo de etileno y entran al reactor. de etileno y entran al reactor.

•Solamente el 7% del etileno reacciona, y la Solamente el 7% del etileno reacciona, y la literatura sugiere que debemos alimentar 0.6 literatura sugiere que debemos alimentar 0.6 moles de agua por mol de etileno.moles de agua por mol de etileno.

CONSIDERACIONES SOBRE EL PROCESO CONSIDERACIONES SOBRE EL PROCESO SUGERIDOSUGERIDO



(continuación)(continuación)

•También contiene alcohol etílico y También contiene alcohol etílico y dietileter en cantidades significativasdietileter en cantidades significativas

•El efluente del reactor contiene gran El efluente del reactor contiene gran cantidad de reactivos que no reaccion (agua cantidad de reactivos que no reaccion (agua y etileno). y etileno).


PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO A PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO A ALCOHOL ETILICOALCOHOL ETILICO


•En un intercambiador de calor (no mostrado) En un intercambiador de calor (no mostrado) se enfría el efluente del se enfría el efluente del reactorreactor para llevar a la región de dos fases, manteniendo el flujo a alta presión

•No deseamos perder presión, ya que se va No deseamos perder presión, ya que se va a reciclar una buena parte de este flujo de a reciclar una buena parte de este flujo de re-greso al reactor de alta presión.re-greso al reactor de alta presión.




•Si perdiéramos presión, se necesitaría vol-Si perdiéramos presión, se necesitaría vol-ver a comprimir el reciclo, y el proceso de ver a comprimir el reciclo, y el proceso de compresión es caro.compresión es caro.

•En la unidad de flasheo seguida del reactor, En la unidad de flasheo seguida del reactor, separamos la fase líquida de la fase vaporseparamos la fase líquida de la fase vapor




•El vapor de la unidad de flasheo es El vapor de la unidad de flasheo es etileno, pero también contiene cantidades etileno, pero también contiene cantidades de dietileter y algo de alcohol etílicode dietileter y algo de alcohol etílico

•Para recuperar el alcohol etílico se hace pasar la corriente de vapor a través de una torre de adsorción




•Se busca trabajar la torre de adsorción lo Se busca trabajar la torre de adsorción lo más fría posible (lo más económicamente más fría posible (lo más económicamente posible) de tal forma que se opera cercana posible) de tal forma que se opera cercana a la temperatura ambiente, utilizando agua a la temperatura ambiente, utilizando agua como medio de enfriamientocomo medio de enfriamiento

•Para remover los contaminantes más ligeros que atrapamos cuando recuperamos el etileno, desechamos una pequeña parte del reciclo como vapor de purga




•El reciclo de etileno, luego de haber pasado El reciclo de etileno, luego de haber pasado por varias unidades tiene una presión menor por varias unidades tiene una presión menor en varias unidades que la presión del reactor en varias unidades que la presión del reactor (68 atm), por lo que es necesario comprimirlo (68 atm), por lo que es necesario comprimirlo para poder retornarlo.para poder retornarlo.

• Dependiendo de las especies presentes, se puede utilizar esta purga como combustible




•Se envían la corriente líquida del flash y la Se envían la corriente líquida del flash y la corriente líquida del absorbedor a una serie corriente líquida del absorbedor a una serie de columnas de destilaciónde columnas de destilación

•La corriente líquida de la unidad de flasheo es primordialmente agua, alcohol etílico y dietil eter




•Las trazas del croton aldehído saldrán principalmente en esta primera corriente de agua

•La primera columna de destilación remueve primordialmente agua como producto inferior




•La segunda columna de destilación separa La segunda columna de destilación separa el dietil eterel dietil eter

•La tercera columna separa el alcohol etílico 190º Proof en la parte superior como producto del agua remanen en el fondo



PROCESOS ORIGINALPROCESOS ORIGINAL



PROCESO ALTERNATIVO 1PROCESO ALTERNATIVO 1



PROCESO ALTERNATIVO 2PROCESO ALTERNATIVO 2



CONSIDERACIONES FINALESCONSIDERACIONES FINALES

•El metano es difícil de separar del etileno, especial-mente si escogemos la destilación.

•Desearíamos tener metano como producto superior de la destilación

•Dado que la temperatura crítica del metano es -81.2ºC, para formar el reflujo tendríamos que condensarlo a temperatura extremadamente fría, aun operando la columna a alta presión.

•Probablemente no se logre este proceso




•Podríamos considerar separar el metano y etileno utili-zando membranas, pero para ello necesitaríamos subir la presión del reactor a cerca de 68 atm. Se utilizaría un compresor, opción cara.

•Un inconveniente del uso de las membranas es que la separación no es absoluta, perdiéndose ambas sustancias en cada lado de la membrana

•Otros métodos a considerar son la adsorción y la absor-ción.




•Separar propileno del etileno utilizando destilación requiere también de refrigeración para obtener el reflujo de etileno. No se recomiendan membranas ya que el etileno pasa a través de ellas arriba de 10 atm y el costo de recompresión descarta esta posibilidad.

•Finalmente, al dejar entrar todos los componentes al reactor, ocasionará que al tratar de separa por destilación el alcohol etílico del alcohol isopropílico, tendremos problemas ya que este último ebulle solamente 4ºC arriba del etílico.

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOSDISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS

ESTUDIO DE CASO: ESTUDIO DE CASO: PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO

A ALCOHOL ETILICOA ALCOHOL ETILICO

FIN DEL ANALISIS

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